随着我国工业化的前进步伐,对加工制造业的加工精度要求也变得苛刻,普通导轨已经满足不了现代高精度机床对高精度和高速度的要求。液体静压导轨的摩擦小、精度高、使用期长、低速攻进不会出现爬行等突出亮点,是我们设计高精密机床时候的首选。下面在对液体静压导轨的机械结构和液压系统进行系统的研究后,对其部分优化设计,将普通的固定节流器或者薄膜节流器改为伺服阀主动控制,导轨的载荷和刚度显著提升,避免薄膜节流器出现共振现象。本文的研究包含以下主要内容:(1)比较了开式和闭式导轨结构的优劣后,选择采用闭式结构,它可以承载两向载荷。导轨的上下油腔和左右油腔配合使用,使得导轨可以承受偏载和扭转力矩。并且闭式结构的静压导轨刚度和载荷等参数显著提高。(2)针对薄膜节流器根据负载变化被动调节上下油腔的压力,薄膜加工困难、容易发生共振等缺点,创新性的采用高频响应伺服阀作为节流器,通过主动控制来调节油腔油膜的厚度。整个液压系统通过位移传感器的位移反馈构成一个闭环系统。(3)根据导轨油腔的结构列出油腔的流量压力方程,然后建立导轨受力平衡方程,最后列出流量连续方程,将三个方程进行拉斯变换之后,联立方程组即可得到导轨油腔的数学模型;再分别建立其它部分的数学模型;最后将各个环节的传递函数联立得到系统系统方框图,用Simulink对系统模拟仿真。(4)采用传统PID、模糊PID控制策略对导轨的闭环液压系统进行控制上的优化,并将各种控制方法的最终效果进行比较分析。(5)首先画出导轨油腔模型并且对其划分网格,然后利用Fluent软件对导轨油腔内部的流场进行压力和速度的仿真分析;验证了设计阶段对油腔压力的假设;比较入口管路大小对油腔压力场的关系,并且优化了油腔结构参数。